[논문]CT Bolus Tracking System을 이용한 조영제의 혈관외유출 검출

권대철; 이용구

doi:10.5573/ieie.2016.53.9.137

CT Bolus Tracking System을 이용한 조영제의 혈관외유출 검출
Detection for Contrast Media Extravasation using Bolus Tracking Systems of CT 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.53 no.9 = no.466, 2016년, pp.137 - 142

초록
AI-Helper

컴퓨터단층촬영(CT) 검사의 정맥주사(IV)시 조영제의 혈관외유출은 조직손상을 유발할 수 있다. Bolus tracking 시스템을 이용하여 조영제를 주입과정에서 발생하는 혈관외유출을 검출한다. 또한 조직손상을 방지하기 위하여 MPR 및 VR 영상을 이용하여 혈관외유출을 검출하였다. 조영제의 혈관외유출을 검출하기 위하여 16MDCT, 64MDCT를 사용하였다. 혈관외유출에 대한 3차원영상은 환자치료에 중요한 치료정보를 제공할 수 있다. 또한 조영제와 조직 간의 선예도를 개선하기 위해서 edge enhancement 영상처리기법을 적용하였고, 선예도 및 대조도가 개선되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

When injecting intravenously of CT inspection, the effusion of the contrast meium can induce the tissue damage with the blood vessel outside. We detect extravasation which is generated in the course where we inject the contrast medium into the blood vessel. And we use the bolus tracking system for the detection of that. By using MPR and VR images, moreover we detected the extravasation in order to prevent the tissue damage. In order to detect the effusion of the contrast medium, we used 16-MDCT and 64-MDCT. Three dimensional images about the outflow of the blood vessel can provide the treatment information which is important in the patient treatment. Moreover we applied the image processing technique in order to improve sharpness between contrast media and organization. And sharpness and contrast was improved.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 혈관외유출이 발생될 경우 치료계획에 유용하게 이용될 수 있도록 3D 영상인 MIP 및 VR 영상을 사용하여 혈관외유출을 조기에 검출한다. 또한 혈관외유출에 대한 증상 및 부작용을 미리 방지할 수 있도록 혈관외유출의 범위 및 위치를 파악한다. 혈관외로 유출되는 조영제와 조직과의 선예도를 개선하기 위해서 edge enhancement 영상처리기법을 적용하여 적용 전 후 영상에 대한 선예도 및 대조도를 개선한다.
본 논문에서는 혈관외유출이 발생될 경우 치료계획에 유용하게 이용될 수 있도록 3D 영상인 MIP 및 VR 영상을 사용하여 혈관외유출을 조기에 검출한다. 또한 혈관외유출에 대한 증상 및 부작용을 미리 방지할 수 있도록 혈관외유출의 범위 및 위치를 파악한다.

제안 방법

0 mm로 각각 설정하여 스캔하였다. CARE Bolus는 저선량 모니터링으로 조영제 주입 후 15초 후에 2초 간격으로 CT 프로토콜을 종료하도록 하였다. 그림 4의 (a)는 CARE Bolus 시스템을 사용하여 얻은 CT 영상이다.
그림 7과 그림 8의 영상크기는 각각 144×144 mm, 294×294 mm의 크기이며, 영상처리과정에서 픽셀값에 포화가 발생되지 않도록 각 픽셀 당 32비트의 화소값을 갖도록 변환하였다.
또한 혈관외로 유출되는 조영제와 조직과의 대조도를 개선하기 위해서 edge enhancement 영상처리기법을 적용하여 적용 전 후 영상에 대한 대조도를 개선하였다.
본 연구에서 조영제 자동주입기를 사용하는 CT검사에 MIP 및 볼륨 렌더링기법을 적용하여 조영제의 혈관외유출을 검사하고, 혈관외유출이 발생되는 경우 치료를 위한 혈관외유출의 위치 및 범위 등을 정확하게 확인하였다.
이때 사용되는 문턱 값은 100에서 200 HU(hounsfield unit) 정도로 설정한다. 트리거 후 5초 또는 10초로 스캔지연을 설정하여 동맥기 및 정맥기 영상이 연속적으로 획득한다. 또한 정맥기 및 지연기영상은 조영제 주입 후에 70, 150초 정도에서 스캔하여 영상을 획득한다.
혈관외 유출영상을 획득하기 위해서 Philips사 64-MDCT를 사용하고, 관전압 120 kVp, 관전류량 150 mAs, collimation 2.5 mm, pitch 1.25, reconstruction slice thickness 2.5 mm를 사용하여 스캔하였다. 그림 6의 (a) 영상은 infrapopliteal에서 혈관외유출이 발생되는 것을 나타낸다.
혈관외 유출환자를 대상으로 발생부위를 스캔하여 MPR, MIP 및 볼륨렌더링 영상을 PC 기반의 워크스테이션에 데이터를 송부하여 소프트웨어를 사용하여 3D 영상을 묘출하였다.
혈관외로 유출되는 조영제와 조직 간의 선예도 및 대조도를 개선하기 위해서 edge enhancement 영상처리기법을 적용하였고, 적용 전 후 영상에 대한 대조도를 검토하였다. 그림 7과 그림 8은 각각 그림 5와 그림 6의 혈관외유출영상에 edge enhancement 영상처리기법의 적용 전과 적용 후의 영상이다.
또한 혈관외유출에 대한 증상 및 부작용을 미리 방지할 수 있도록 혈관외유출의 범위 및 위치를 파악한다. 혈관외로 유출되는 조영제와 조직과의 선예도를 개선하기 위해서 edge enhancement 영상처리기법을 적용하여 적용 전 후 영상에 대한 선예도 및 대조도를 개선한다.
혈관외유출 환자의 영상에서 설정된 파라미터는 collimation 0.75 mm, slice thickness 0.5 mm, 관전압 120 kVp, effective mAs 52-165, 회전시간 0.5 sec를 각각 사용하였고, Siemens Medical Solutions인 선량변동 시스템(Care Dose 4D)을 사용하였다. 그림 5의 (a)는 antecubital fossa 정맥에 조영제를 주입하는 과정에서 발생된 혈관외유출 부위를 스캔한 영상이다.
혈관외유출이 발생한 환자에 대하여 Siemens사의 16-MDCT의 CARE Bolus software를 사용하고, 관전압 140 kV, effective mAs 250, pitch 1.0, collimation 0.75 mm, thickness를 1.0 mm로 각각 설정하여 스캔하였다. CARE Bolus는 저선량 모니터링으로 조영제 주입 후 15초 후에 2초 간격으로 CT 프로토콜을 종료하도록 하였다.
환자의 혈관외유출 부위의 스캔 CT 영상은 16-MDCT와 조영제 자동주입기, 64-MDCT와 조영제 자동주입기를 각각 사용하여 bolus tracking system을 사용하였다. 또한 조영제를 주입하고 조영제가 설정된 문턱값에 도달되면 스캔하였다.

대상 데이터

환자의 antecubital fossa 정맥에 조영제 주입과정에서 혈관외유출이 발생한 시간에 따른 HU 곡선이다. CARE-bolus의 조영제 triggering 후에 a, b, c, d, e, f, g 및 h 영상을 획득하였다. 각각의 영상은 배대동맥에 관심영역을 설정하였고, 문턱값은 100 HU로 설정하였다.
또한 조영제를 주입하고 조영제가 설정된 문턱값에 도달되면 스캔하였다. 스캔 중에 조영제의 혈관외유출이 발생한 환자를 대상으로 영상을 획득하였다.

성능/효과

그림 6의 (b)의 3D영상은 MIP sagittal 영상이며, (c)는 coronal 영상이다. 또한 그림 6의 (d)의 볼륨렌더링 영상은 불투명도를 100%, 최적농 도범위를 48-802 HU로 하였다.
7로 측정되었다. 따라서 영상처리 후의 영상은 영상처리 전 영상보다 밝기차이가 더 커져서 영상에서 조영제 유출부위가 쉽게 검출될 수 있도록 대조도가 개선되었음을 알 수 있다.
또한 MDCT 3D 영상은 조영제의 혈관외유출의 영향과 범위를 결정하고, 조영제 주입의 부작용이 발생한 환자의 치료 및 관리에 적용될 수있다. 따라서 제안된 방식은 조영제 사용 CT검사의 안전 성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

후속연구

제안된 기법은 혈관외유출이 발생되는 경우에 치료 및중증의 부작용에 대한 수술 계획에 적용하기 위한 3D 영상의 정보를 제공할 수 있다. 또한 MDCT 3D 영상은 조영제의 혈관외유출의 영향과 범위를 결정하고, 조영제 주입의 부작용이 발생한 환자의 치료 및 관리에 적용될 수있다. 따라서 제안된 방식은 조영제 사용 CT검사의 안전 성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
제안된 기법은 혈관외유출이 발생되는 경우에 치료 및중증의 부작용에 대한 수술 계획에 적용하기 위한 3D 영상의 정보를 제공할 수 있다. 또한 MDCT 3D 영상은 조영제의 혈관외유출의 영향과 범위를 결정하고, 조영제 주입의 부작용이 발생한 환자의 치료 및 관리에 적용될 수있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Bolus tracking system이란?	Bolus tracking system은 실시간으로 조영증강의 정도를 최적화하기 위한 기법으로 혈관의 내부에 관심영역(ROI)을 설정하여 조영제 주입과 함께 모니터링을 실시하고, 사전에 설정된 문턱에 도달하였을 때 스캔하는 시스템이다. 이때 사용되는 문턱 값은 100에서 200 HU(hounsfield unit) 정도로 설정한다.
	볼륨 렌더링의 주요한 응용 분야는?	CT는 X선 흡수계수의 배열로 구성되어, 각각의 평행한 평면영상의 입체영상을 생성한다. 볼륨 렌더링의 주요한 응용 분야인 볼륨데이터는 CT, PET에서 제공하는 영상이다. 볼륨렌더링은 인체구조의 내부를 가시화할 수 있다.
	Bolus tracking system 에서 사용되는 문턱 값은?	Bolus tracking system은 실시간으로 조영증강의 정도를 최적화하기 위한 기법으로 혈관의 내부에 관심영역(ROI)을 설정하여 조영제 주입과 함께 모니터링을 실시하고, 사전에 설정된 문턱에 도달하였을 때 스캔하는 시스템이다. 이때 사용되는 문턱 값은 100에서 200 HU(hounsfield unit) 정도로 설정한다. 트리거 후 5초 또는 10초로 스캔지연을 설정하여 동맥기 및 정맥기 영상이 연속적으로 획득한다.

참고문헌 (19)

Kirchner J, Kickuth R, Laufer U, Noack M and Liermann D. "Optimized enhancement in helical CT : experiences with a real-time bolus tracking system in 628 patients," Clin Radiol.. Vol. 55, no. 5, pp. 368-373, 2000.

상세보기
Cohan RH, Ellis JH and Garner WL., "Extravasation of radiographic contrast material: recognition, prevention, and treatment. Radiology," Vol. 200, no. 3, pp. 593-604, 1996.

상세보기
Huh SW, Ryu JH, Song SW and Rhee SK. "Compartment syndrome of forearm caused by extravasation of CT contrast media," J Korean Soc Surg Hand, Vol. 17, pp. 43-46, 2012.
Kweon DC, Jang KJ, Yoo BG and Lee JS, "Extravasation injury of contrast media in the neck and thorax during MDCT scanning with 3D image reformation findings," J Radiol Sci Technol, Vol. 30, pp. 281-287, 2007.
Shin DJ, Byun YS and Choi S. "Extravasation injury of forearm by computed tomography contrast medium," J Korean Ortho Assoc, Vol. 48, pp. 27-32, 2013.

상세보기
Spigos DG, Thane TT and Capek V, "Skin necrosis following extravasation during peripheral phlebography," Radiology, Vol. 123, no. 3, pp. 605-606, 1977.

상세보기
Federle MP, Chang PJ, Confer S and Ozgun B, "Frequency and effects of extravasation of ionic and nonionic CT contrast media during rapid bolus injection," Radiology, Vol. 206, no. 3, pp. 637-640, 1998.

상세보기
Birnbaum BA, Nelson RC, Chezmar JL and Glick SN, "Extravasation detection accessory : clinical evaluation in 500 patients," Radiology, Vol. 212, no. 2, pp. 431-438, 1999.

상세보기
Elam EA, Dorr RT, Lagel KE and Pond GD, "Cutaneous ulceration due to contrast extravasation : Experimental assessment of injury and potential antidotes," Invest Radiol., Vol. 26, no. 1, pp. 13-16, 1991.

상세보기
Stein DA, Lee S and Raskin KB, "Compartment syndrome of the hand caused by computed tomography contrast infiltration : Orthopedics," Vol. 26, no. 3, pp. 333-334, 2003.

상세보기
Benson LS, Sathy MJ and Port RB, "Forearm compartment syndrome due to automated injection of computed tomography contrast material," J Orthop Trauma, Vol. 10, no. 6, pp. 433-436, 1996.

상세보기
Wang CL, Cohan RH, Ellis JH, Adusumilli S and Dunnick NR, "Frequency, management, and outcome of extravasation of nonionic iodinated contrast medium in 69,657 intravenous injections," Radiology, Vol. 243, no. 1, pp. 80-87, 2007.

상세보기
Addis KA, Hopper KD, Iyriboz TA, Liu Y, Wise SW, Kasales CJ, et al., "CT angiography : in vitro comparison of five reconstruction methods," AJR Am J Roentgenol, Vol. 177, no. 5, pp. 1171-1176, 2001.

상세보기
Li AE and Fishman EK, "Evaluation of complications after sternotomy using single and multidetector CT with three-dimensional volume rendering," AJR Am J Roentgenol, Vol. 181, no. 4, pp. 1065-1670, 2003.

상세보기
Loth TS and Jones DE, "Extravasations of radiographic contrast material in the upper extremity," J Hand Surg Am, Vol. 13, no. 3, pp. 395-398, 1988.
Byunghwan Jeon, Yeonggul Jang, Dongjin Han, Hackjoon Shim, Hyungbok Park, and Hyukjae Chang, "Vessel Tracking Algorithm using Multiple Local Smooth Paths," Journal of The Institute of Electronics and Information Engineers, Vol. 53, no. 6, pp. 137-144, June 2016.
Jaemin Hwang and Ohseol Kwon, "Image Enhancement using Intensity Deviation of Boundary Regions," Journal of The Institute of Electronics and Information Engineers, Vol. 51, no. 12, pp. 140-149, December 2014.

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Marc Levoy, "Display of surfaces from volume data," IEEE Computer Graphics and Applications, pp. 29-37, May 1988.
Kwon SM, "A block-based volume rendering scheme for spine biopsy simulator," Thesis, KAIST, 1997.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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